CN212772819U - 一种装配式钢框架偏心支撑耗能连接件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种装配式钢框架偏心支撑耗能连接件，属于钢结构技术领域，旨在解决需对装配式钢框架偏心支撑结构进行优化设计以避免耗能梁失稳的问题。该配式钢框架偏心支撑耗能连接件，包括连接臂一、连接臂二、连接臂三、盖板、耗能夹层，连接臂一的两端以及连接臂二、连接臂三的一端均设有连接叉，连接叉上设有若干螺栓孔，连接臂一在中部设有长条槽，连接臂二、连接臂三的另一端安装在长条槽中并分别位于长条槽的两端，连接臂一、连接臂二、连接臂三的四个连接叉呈矩形结构分布，盖板有两块，两块盖板分别设置在连接臂一、连接臂二、连接臂三的前面和后面，耗能夹层无间隙的填充在两块盖板之间。本实用新型用于钢结构耗能梁。

Description

一种装配式钢框架偏心支撑耗能连接件

技术领域

本实用新型属于钢结构技术领域，尤其是涉及一种装配式钢框架偏心支撑耗能连接件。

背景技术

在高烈度地区，可在钢结构建筑中设置偏心支撑结构，以增强建筑的抗震性能。在地震时，偏心支撑结构可出现局部塑性形变，耗散地震能量，避免建筑坍塌。常见的偏心支撑结构包括：耗能梁、支撑梁、以及框架柱。遭遇地震时，非耗能梁、支撑梁以及框架柱处于弹性状态，耗能梁受到地震力作用处于塑性状态并产生塑性形变，耗散地震能量。不难看出，偏心支撑耗能梁是偏心支撑结构中的重要组成部分。常见的偏心支撑钢结构有以下几种：D型支撑结构、K型支撑结构、Y型支撑结构、V型支撑结构。

对于中、高层建筑寻求抗侧移刚度适中，且主要靠耗能梁来消耗地震能量的结构形式，为避免耗能梁失稳，需对装配式钢框架偏心支撑结构进行优化设计。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述技术问题，提供一种装配式钢框架偏心支撑耗能连接件。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种装配式钢框架偏心支撑耗能连接件，包括连接臂一、连接臂二、连接臂三、盖板、耗能夹层，所述连接臂一的两端以及连接臂二、连接臂三的一端均设有连接叉，所述连接叉上设有若干螺栓孔，所述连接臂一在中部设有长条槽，所述连接臂二、连接臂三的另一端安装在所述长条槽中并分别位于所述长条槽的两端，所述连接臂一、连接臂二、连接臂三的四个连接叉呈矩形结构分布，所述盖板有两块，两块盖板分别设置在所述连接臂一、连接臂二、连接臂三的前面和后面，所述耗能夹层无间隙的填充在两块盖板之间。耗能连接件的四个角分别通过连接叉与外部钢结构相连，在震动作用下，耗能连接件产生弹塑性变形，导致四个连接叉的上下和左后之间的距离增大或减小并产生错动，连接臂二、连接臂三由于错动，故连接臂二、连接臂三的一端在连接臂一的长条槽内产生移动，耗能夹层受力，由耗能夹层的剪切滞回变形耗能。

作为优选，所述连接臂一、连接臂二、连接臂三包括钢板臂和粘弹性层，所述粘弹性层涂覆在所述钢板臂的前后表面。粘弹性层材料在外力作用下，弹性和粘性两种变形机制同时存在，适用于作为阻尼层。

作为优选，所述粘弹性层的厚度为所述粘弹性层涂覆处的钢板臂厚度的1-2倍。

作为优选，所述耗能连接件还包括翼缘板，所述翼缘板垂直于所述盖板，所述翼缘板对称固定于所述盖板的上下两侧。翼缘板适用于焊接不同规格尺寸的轻型H型钢，优化了焊接H型钢的生产工艺，代替板材，节省了剪切的费用，节省工时，节省钢材消耗从而大大降低了焊接H型钢的成本；其次，连接臂一/连接臂二/连接臂三与翼缘板接触挤压时，翼缘板能够耗散部分挤压应力，得以耗散更多的地震能量。

作为优选，所述耗能夹层为高分子聚合物夹层，所述耗能夹层与所述盖板硫化粘结。

作为优选，所述长条槽为通槽，所述连接臂二、连接臂三安装在所述长条槽的一端设有安装叉，所述安装叉内设有叉轴。连接臂一伸入连接臂二/连接臂三的安装叉内，叉轴穿过安装叉和连接臂一上的长条槽，以连接连接臂二/连接臂三和连接臂一。

作为优选，所述长条槽的横截面形状为葫芦形。当连接臂二、连接臂三在长条槽内移动时，葫芦形长条槽内的耗能夹层材料被连接臂二、连接臂三挤压堆积在长条槽的窄处，使得耗能夹层材料对连接臂二、连接臂三的反作用力增加，得以耗散更多的地震能量。

作为优选，所述连接臂一的横截面形状为梭子形。由于连接臂一中部长条槽的设置，连接臂一中部处的结构强度相对减弱，将连接臂一设置为梭子形，使连接臂一中部的宽度增加，进而加强连接臂一中部处的结构强度；其次，由于耗能连接件的变形，连接臂一和翼缘板之间将产生相对移动，当连接臂一对翼缘板产生冲击挤压时，弧形的连接臂一外缘能够将该处的冲击分散至连接臂一的其余部位，避免连接臂一的结构破坏。

作为优选，所述长条槽的形状为葫芦形，所述叉轴的直径大于所述长条槽的最窄处宽度。

采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：

将本耗能连接件与装配式钢框架相连接的支撑看做刚性域，仅耗能连接件本身有剪切变形。当出现小型地震、不强风振时，建筑结构层间位移很小，耗能连接件给予刚度给建筑，尚属于弹性阶段；当出现大型地震、强风振时，建筑结构层间位移较大，耗能连接件结构屈服，开始工作，通过耗能连接件的剪切滞回变形（主要）和弯曲变形消耗地震能量，从而可以有效的降低结构的地震反应。

本耗能连接件的耗能方式为：耗能连接件的四个角分别通过连接叉与外部钢结构相连，在震动作用下，耗能连接件产生弹塑性变形，导致四个连接叉的上下和左后之间的距离增大或减小并产生错动，连接臂二、连接臂三由于错动，故连接臂二、连接臂三的一端在连接臂一的长条槽内产生移动，耗能夹层受力，由耗能夹层的剪切滞回变形耗能。

附图说明

图1为实施例1的一种装配式钢框架偏心支撑耗能连接件的结构示意图；

图2为实施例1的一种装配式钢框架偏心支撑耗能连接件的部分剖视图；

图3为实施例1的一种装配式钢框架偏心支撑耗能连接件的屈服变形结构示意图；

图4为本实用新型的耗能连接件用于D型支撑结构的屈服变形结构示意图；

图5为本实用新型的耗能连接件用于K型支撑结构的屈服变形结构示意图；

图6为本实用新型的耗能连接件用于Y型支撑结构的屈服变形结构示意图；

图7为本实用新型的耗能连接件用于V型支撑结构的屈服变形结构示意图；

图8为实施例2的一种装配式钢框架偏心支撑耗能连接件的结构示意图；

图中：

1-连接臂一；101-长条槽；2-连接臂二；3-连接臂三；4-盖板；5-耗能夹层；6-翼缘板；7-连接叉；8-安装叉；9-叉轴；10-钢板臂；11-粘弹性层；12-耗能连接件。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步的详细说明。

实施例1

如图1-3所示，一种装配式钢框架偏心支撑耗能连接件，包括连接臂一1、连接臂二2、连接臂三3、盖板4、耗能夹层5、翼缘板6。

所述连接臂一1的两端以及连接臂二2、连接臂三3的一端均设有连接叉7，所述连接叉7上设有若干螺栓孔。所述连接臂一1、连接臂二2、连接臂三3的四个连接叉7呈矩形结构分布。

所述连接臂一1在中部设有长条槽101，所述连接臂二2、连接臂三3的另一端安装在所述长条槽101中并分别位于所述长条槽101的两端。所述长条槽101为通槽，所述连接臂二2、连接臂三3安装在所述长条槽101的一端设有安装叉8，所述安装叉8内设有叉轴9。连接臂一1伸入连接臂二2/连接臂三3的安装叉8内，叉轴9穿过安装叉8和连接臂一1上的长条槽101，以连接连接臂二2/连接臂三3和连接臂一1。

所述盖板4有两块，两块盖板4分别设置在所述连接臂一1、连接臂二2、连接臂三3的前面和后面，所述耗能夹层5无间隙的填充在两块盖板4之间。所述耗能夹层5为高分子聚合物夹层，所述耗能夹层5与所述盖板4硫化粘结。

所述翼缘板6垂直于所述盖板3，所述翼缘板6对称固定于所述盖板4的上下两侧。翼缘板6适用于焊接不同规格尺寸的轻型H型钢，优化了焊接H型钢的生产工艺，代替板材，节省了剪切的费用，节省工时，节省钢材消耗从而大大降低了焊接H型钢的成本；其次，连接臂一1/连接臂二2/连接臂三3与翼缘板6接触挤压时，翼缘板6能够耗散部分挤压应力，得以耗散更多的地震能量。

所述翼缘板6、所述连接叉7分别与外部钢结构焊接，所述连接叉7与外部钢结构通过螺栓加固定位。

耗能连接件的四个角分别通过连接叉7与外部钢结构相连，在震动作用下，耗能连接件产生弹塑性变形，导致四个连接叉7的上下和左后之间的距离增大或减小并产生错动，连接臂二2、连接臂三3由于错动，故连接臂二2、连接臂三3的一端在连接臂一1的长条槽101内产生移动，耗能夹层5受力，由耗能夹层5的剪切滞回变形耗能。

所述连接臂一1、连接臂二2、连接臂三3包括钢板臂10和粘弹性层11，所述粘弹性层11涂覆在所述钢板臂10的前后表面。粘弹性层11材料在外力作用下，弹性和粘性两种变形机制同时存在，适用于作为阻尼层。所述粘弹性层11的厚度为所述粘弹性层11涂覆处的钢板臂10厚度的1-2倍。

将本耗能连接件与装配式钢框架相连接的支撑看做刚性域，仅耗能连接件本身有剪切变形。当出现小型地震、不强风振时，建筑结构层间位移很小，耗能连接件给予刚度给建筑，尚属于弹性阶段；当出现大型地震、强风振时，建筑结构层间位移较大，耗能连接件结构屈服，开始工作，通过耗能连接件的剪切滞回变形（主要）和弯曲变形消耗地震能量，从而可以有效的降低结构的地震反应。

图4-7展示了本耗能连接件在不同偏心支撑钢结构的应用：

图4为本实用新型的耗能连接件用于D型支撑结构的屈服变形结构示意图；

图5为本实用新型的耗能连接件用于K型支撑结构的屈服变形结构示意图；

图6为本实用新型的耗能连接件用于Y型支撑结构的屈服变形结构示意图；

图7为本实用新型的耗能连接件用于V型支撑结构的屈服变形结构示意图，

图中，耗能连接件12为本实用新型的耗能连接件。

实施例2

实施例2与实施例1的不同之处在于：所述长条槽101的横截面形状为葫芦形，所述连接臂一1的横截面形状为梭子形。

当连接臂二2、连接臂三3在长条槽101内移动时，葫芦形长条槽101内的耗能夹层5材料被连接臂二2、连接臂三3挤压堆积在长条槽101的窄处，使得耗能夹层5材料对连接臂二2、连接臂三3的反作用力增加，得以耗散更多的地震能量。

由于连接臂一1中部长条槽101的设置，连接臂一1中部处的结构强度相对减弱，将连接臂一1设置为梭子形，使连接臂一1中部的宽度增加，进而加强连接臂一1中部处的结构强度；其次，由于耗能连接件的变形，连接臂一1和翼缘板6之间将产生相对移动，当连接臂一1对翼缘板6产生冲击挤压时，弧形的连接臂一1外缘能够将该处的冲击分散至连接臂一1的其余部位，避免连接臂一1的结构破坏。

进一步的，所述叉轴9的直径大于所述长条槽101的最窄处宽度。该结构用于限制连接臂一1、连接臂二2的移动位置，防止连接臂一1、连接臂二2位移过大导致结构失稳。

实施例2的其余结构与实施例1相同。

除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型所附权利要求所定义的范围。

Claims (9)

1.一种装配式钢框架偏心支撑耗能连接件，其特征在于，包括连接臂一（1）、连接臂二（2）、连接臂三（3）、盖板（4）、耗能夹层（5），所述连接臂一（1）的两端以及连接臂二（2）、连接臂三（3）的一端均设有连接叉（7），所述连接叉（7）上设有若干螺栓孔，所述连接臂一（1）在中部设有长条槽（101），所述连接臂二（2）、连接臂三（3）的另一端安装在所述长条槽（101）中并分别位于所述长条槽（101）的两端，所述连接臂一（1）、连接臂二（2）、连接臂三（3）的四个连接叉（7）呈矩形结构分布，所述盖板（4）有两块，两块盖板（4）分别设置在所述连接臂一（1）、连接臂二（2）、连接臂三（3）的前面和后面，所述耗能夹层（5）无间隙的填充在两块盖板（4）之间。

2.如权利要求1所述的装配式钢框架偏心支撑耗能连接件，其特征在于，所述连接臂一（1）、连接臂二（2）、连接臂三（3）包括钢板臂（10）和粘弹性层（11），所述粘弹性层（11）涂覆在所述钢板臂（10）的前后表面。

3.如权利要求2所述的装配式钢框架偏心支撑耗能连接件，其特征在于，所述粘弹性层（11）的厚度为所述粘弹性层（11）涂覆处的钢板臂（10）厚度的1-2倍。

4.如权利要求1所述的装配式钢框架偏心支撑耗能连接件，其特征在于，所述耗能连接件还包括翼缘板（6），所述翼缘板（6）垂直于所述盖板（4），所述翼缘板（6）对称固定于所述盖板（4）的上下两侧。

5.如权利要求1所述的装配式钢框架偏心支撑耗能连接件，其特征在于，所述耗能夹层（5）为高分子聚合物夹层，所述耗能夹层（5）与所述盖板（4）硫化粘结。

6.如权利要求1所述的装配式钢框架偏心支撑耗能连接件，其特征在于，所述长条槽（101）为通槽，所述连接臂二（2）、连接臂三（3）安装在所述长条槽（101）的一端设有安装叉（8），所述安装叉（8）内设有叉轴（9）。

7.如权利要求1所述的装配式钢框架偏心支撑耗能连接件，其特征在于，所述长条槽（101）的横截面形状为葫芦形。

8.如权利要求1或4或7所述的装配式钢框架偏心支撑耗能连接件，其特征在于，所述连接臂一（1）的横截面形状为梭子形。

9.如权利要求6所述的装配式钢框架偏心支撑耗能连接件，其特征在于，所述长条槽（101）的形状为葫芦形，所述叉轴（9）的直径大于所述长条槽（101）的最窄处宽度。

Images